一种胶印带色包装用磁性变色油墨及其制备方法与流程

本发明涉及变色油墨，尤其涉及一种胶印带色包装用磁性变色油墨及其制备方法。

背景技术：

1、随着社会发展及人们审美水平的不断提高，对于包装印制的效果的要求也不断深入和细致，在一些对自身价值和特性有要求的产品中，除了印制颜色、稳定性等基础要求外，包装印刷品还需要完成颜色变化等特殊效果，这对印制油墨提出了新的需求。上述变色效果主要由变色油墨实现。目前的变色油墨已发展出多个类别，通常根据功能性材料的不同大致分为热致变色油墨、荧光变色油墨、红外光变色油墨、夜光变色油墨、磁性油墨、水敏变色油墨等。

2、传统的磁性油墨一般仅在普通油墨中掺入氧化铁粉等磁性物质进行印制，在车票、银行存折、身份证等领域进行应用。其一般原理为将氧化铁或氧化铁与钴的混合物等磁性物质作为色彩，使磁检测仪可检测出磁信号而译码。为了结合传统磁性油墨的信息记录功能和变色油墨的颜色变化、防伪功效，部分研究人员尝试将二者进行结合，获取兼具二者特性的磁性变色油墨。如中国科学院上海技术物理研究所的中国专利申请cn1088239一种磁性变色油墨及其印刷方法和应用，在无色透明油墨之中加入含有磁性的，在磁性镀层两侧对称地镀制有多层变色膜的磁性薄膜粉碎物，兼有一般视觉效果和专业设备双重防伪功能，可在自动售货机、快速点钞机等装置中配合鉴别。

3、但现有技术中的磁性变色油墨还存在以下问题：1、现有基于氧化铁微粒的磁性变色油墨的原色色彩单一，一般为黑色或棕色，由于底色相对较深，其一方面限制了印制包装及相关图案的印制样式；另一方面也使相关图案在磁性作用下的颜色变化较难以观测到。2、由于现有磁性变色油墨中一般包含氧化物或磁性合金粉末材料层，在形成磁性薄膜材料时，其一般使用真空蒸镀或溅射等方法覆加到多层变色膜结构上。如现有文献方法制备的由含上述变色膜粉末和无色油墨混合制备的磁性变色油墨，在包装印刷过程中，难以使用一般油墨的印制工艺进行直接印刷。如果强行按照一般工艺进行印刷，特别是在已有的胶印层上使用普通丝印工艺加印带有上述磁性变色油墨的防伪层时，会使图案与预想效果产生明显的色差和较大的颗粒感，无法达到预想的磁致变色效果。

4、申请人曾提出了公开号为cn112778839a的一种磁性变色油墨及其制备方法。这种油墨按照质量份，包括石油加氢轻馏分17-20份，三聚氰胺树脂3-4份，磁性粒子0.5-2份，油墨连接料20-35份，苯酚改性脲醛树脂0.5-1.5份，光引发剂2-5份，稀释剂5-10份，铝酸盐0.1-1份，消泡剂0.05-0.2份，反胶化剂0.05-0.5份以及活性单体25-35份；所述磁性粒子的粒径为10-450nm。这种油墨的变色原理是“当向本技术的变色油墨施加外部磁场时，其中的磁性粒子发生磁极化，并保持粒子间间距恒定，反射波长对应于所述粒子间间距的光；在外部磁场强度或方向变化时，被反射光的波长和显示的颜色跟随发生变化”，这种油墨主要用于“常用烟盒包装的白卡纸、铜版纸及铸涂纸上”，也不适用于在已有的胶印层上使用普通丝印工艺加印带有磁性变色油墨的防伪层。

技术实现思路

1、本发明要解决上述问题，提供一种胶印带色包装用磁性变色油墨及其制备方法。

2、本发明解决问题的技术方案是，首先提供一种胶印带色包装用磁性变色油墨，按照质量份，包括石油加氢轻馏分17-20份，三聚氰胺树脂3-4份，油墨连接料20-35份，光引发剂2-5份，稀释剂5-10份，铝酸盐0.1-1份，消泡剂0.05-0.2份，反胶化剂0.05-0.5份，活性单体25-35份；

3、还包括磁性变色颜料5-10份，所述磁性变色颜料包括颜料芯体和包覆所述颜料芯体的包覆层；所述包覆层包括无色透明介质和磁致变色介质，所述磁致变色介质为纳米超顺磁四氧化三铁水溶胶，所述包覆层在磁场作用下光通透性发生改变。

4、本技术设置包覆层包覆颜料芯体的磁性变色颜料，使其能够应用在胶印层上。且这种包覆结构的磁性变色颜料与申请人之前提出的磁性变色油墨的变色原理不同，本技术是：当向本技术的磁性变色油墨施加外部磁场时，磁性变色颜料中各粒子的间距发生改变，反射特定范围频率的光；因此磁性变色颜料中包覆层在磁场作用下由无色透明转为特定颜色；在外部磁场强度或方向变化时，被反射光的波长和显示的颜色跟随发生变化。

5、作为本发明的优选，所述颜料芯体选用fe、ni或co的可还原氧化物。

6、作为本发明的优选，所述无色透明介质选自甲醇、乙醇、甲苯、苯、氯仿、三聚氰胺甲醛、明胶、乙基纤维素、聚酰胺、甲基丙烯酸甲酯、碳酸丙烯酯中的一种或几种。

7、作为本发明的优选，所述无色透明介质和磁致变色介质的质量比为（0.5-2）：1。

8、作为本发明的优选，所述颜料芯体和包覆层的质量比为1：（2-9）。

9、作为本发明的优选，按照质量份，包括石油加氢轻馏分18份，三聚氰胺树脂4份，颜料芯体1份，油墨连接料30份，光引发剂3份，稀释剂8份，铝酸盐0.5份，消泡剂0.1份，反胶化剂0.3份，活性单体30份。

10、作为本发明的优选，所述活性单体由乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、异冰片甲基丙烯酸酯、乙氧基化双酚a丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少两种以任意质量比混合而成。

11、作为本发明的优选，所述光引发剂选自苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、1-(4-吗啉苯基)-2-(二甲基胺)-2-苄基-1-丁酮、2-苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮及1-羟基-环已基-苯基甲酮中的一种或几种。

12、作为本发明的优选，所述油墨连接料选自醇酸树脂、聚酰胺树脂、乙烯类树脂、环氧树脂、聚苯醚树脂、聚氨酯树脂及丙烯酸酯低聚物树脂中一种或几种。

13、本发明还有一个目的是提供一种胶印带色包装用磁性变色油墨的制备方法，包括以下步骤：

14、a.将颜料芯体浸渍于包覆层所用材料的溶液后，喷雾干燥，得到磁性变色颜料；

15、b.将石油加氢轻馏分分为两份，一份与三聚氰胺树脂、油墨连接料、稀释剂、铝酸盐、消泡剂、反胶化剂、活性单体混合后搅拌均匀，过滤获得料液一；另一份与光引发剂混合后搅拌均匀，过滤获得料液二；

16、c.向料液一中加入磁性变色颜料，以小于300r/min的速率搅拌均匀，随后升温至50-70℃后再搅拌40-60min，获得料液三；

17、d.将料液三与料液二混合，搅拌均匀，得到混合物；

18、e.在低于加入石油加氢轻馏分沸点的温度条件下，将混合物置于烘箱中烘烤，直至烘干；

19、f.将烘干的混合物粉碎后，在冷却同时研磨至粉状，获得磁性变色油墨产品。

20、作为本发明的优选，研磨至细度小于10微米。

21、本发明还有一个目的是提供一种胶印带色包装用磁性变色油墨的应用，用于在已胶印的底层上加印防伪层。

22、本发明的有益效果：

23、1.当向本技术的磁性变色油墨施加外部磁场时，磁性变色颜料中各粒子的间距发生改变，反射特定范围频率的光；因此磁性变色颜料中包覆层在磁场作用下由无色透明转为特定颜色；在外部磁场强度或方向变化时，被反射光的波长和显示的颜色跟随发生变化。

24、2.本发明中的磁性变色油墨通过对原料粒径和制备工艺的配合控制，可使用普通丝网印刷工艺在已有的胶印层上加印带有上述磁性变色油墨的防伪层，在已胶印的底层图案上显现较好的磁致变色效果，且不影响所形成的图形的图案，可为实际包装样式的设计和印刷工艺的选择提供更多样化的选择。

25、3.本发明中的磁性变色油墨其在一般条件下无色透明，显现下方胶印的底层图案，在较强磁场中其光通透性变化为半透明光变带状，从而显现不同的防伪图案；由于其显现防伪图案时通过调节磁场强度可导致防伪图案的反射光波长在可见光范围内发生变化，变色范围广，变色效果明显，较现有市面上的磁性变色油墨具有独特性，具有更强的防伪效果。

26、4.本发明中的磁性变色油墨制备方法可使用近似于一般烟盒包装印制工艺的方式使用磁性变色油墨进行印刷，并还可进一步通过直接使用磁性变色油墨印制特殊防伪图案，在一般场景下透明被底色遮盖不显现，在磁场中由于变色油墨的光透过性变化和自身的显色而出现看起来较底色不同颜色的图案或字体等，达到相应的防伪效果。